ﭼﻜﻴﺪهانرژی خورشیدی جزو عظیم ترین منابع انرژی در جهان به شمار می آید که مزایای چون انرژی پاک،ارزان و بی پایان بودن را دارا باشد.با به کارگیری نیروی خورشید برای تولید برق مور نیاز کشور،بایستی به بررسی سیستم های نیروگاهی خورشیدی از نظر فنی و اقتصادی با در نظر گرفتن مسائل زیست محیطی،هزینه های سرمایه گذاری و هزینه های تعمییرات ونگهداری را مد نظر گرفت.باپیشرفت روز افزون این ﻋﻠﻢ روشﻫﺎي ﻣﺘﻌﺪدي ﺑﺮاي اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﻮر ﺧﻮرﺷﻴﺪدر ﺟﻬﺖ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﺑﺮق و ﮔﺮﻣﺎﻳﺶ ﻣﺪ ﻧﻈﺮ اﻧﺠﺎم ﻣﻲﭘﺬﻳﺮد. روشﻫﺎي راﻳﺠﻲ ﻛﻪ ﻫﻢ اﻛﻨﻮن ﺑﺮاي ﺗﻮﻟﻴﺪ ﺑﺮق در ﻧﻴﺮوﮔﺎهﻫﺎﺣﺮارﺗﻲ ﺧﻮرﺷﻴﺪي اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲﺷودعبارتند از نیروگاه سهموی خطی(Parabolic trough) ، ﻧﻴﺮوﮔﺎه درﻳﺎﻓﺖ ﻛﻨﻨﺪه ﻣﺮﻛﺰي (Centeral riciver system) ونیروگاه دیش استرلینگ (Dish Starling) ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ، ﻛﻪ راﻳﺞﺗﺮﻳﻦ ﻧﻮعﻫﺎي ﺗﻮﻟﻴﺪي ﻣﻲﺑﺎﺷﻨﺪ.در اﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ ﺑﻪ ارزﻳﺎﺑﻲ اﻳﻦ ﺳﻪ روش ﺗﻮﻟﻴﺪي ﭘﺮداﺧﺘﻪ ﺧﻮاهد شد.سیستم های خورشیدی فناوری جدیدی هستند که ازآن به دو روش نیروگاهی و غیر نیروگاهی استفاده میگردد.میتوان از آن برای تامین گرمایشی وسرمایشی،تولید الکتریسیته و...استفاده نمود.در نیروگاه های حرارتی خورشیدی،ازتابش مستقیم خورشید استفاده می کنند این بخش از تشعشعات خورشیدی توسط ابرها،دود یا گرد غبار منحرف نمی شوند،بنابراین به دلیل بازده خوب در شرایط جوی نا مساعد جوی مورد توجه قرار گرفته اند البته مناطق مناسب برای احداث این نیروگاه ها از تابشی بیش از2800 کیلووات ساعت بر هرمتر مربع در سال می باشدبه طور معمول صحراهای نیمه خشک و صحراهای که به در عرض جغرافیایی شمال یا جنوب کمتر از 40 درجه قرار دارند مناسب ترند.در بسیاری از مناطق جهان با استفاده از تکنولوژی در مساحت یک کیلومتر مربع از زمین 100الی300 گیگاوات ساعت الکتریسیته خورشیدی تولید می کنند که این مقدار معادل تولید سالانه نیروگاه های متداول فسیلی، زغال سنگ یا گازی با ظریفیت 50 مگاوات دربارمتوسط میباشد.نیروگاه خورشیدی شامل تاسیساتی است که انرژی تابشی خورشید را جمع کرده و با متمرکز نمودن آنباعث ایجاد درجه حرارت های بالا میشو،که این حرارت از طریق مبدل های حرارتی،توربین ژنراتورها ویا موتورهای بخار به انرژی الکتریکی تبدیل میشود.نیروگاه های الکتریکی بر اساس نوع متمرکز به سه دسته کلی تقسیم میگردد که شامل نیروگاه های با تکنولوژی سهموی خطی،دریافت کننده مرکزی ودیش استرلینگ میباشد.فهرست مطالبنيروگاه حرارتي خورشيدي............................................................................................7نیروگاه های بشقابی (Dish Stirling)................................................................................8نیروگاه سهموی خطی ((Parabolic trough.......................................................................8نيروگاههاي دريافت كننده مركزي (Centeral riciver system) .........................................11اطلاعات پتانسیل انرژی خورشیدی در ایران.......................................................................13کاربردها و چگونگی بکارگیری سیستم های فتوولتاییک........................................................14روش های بکارگیری سیستم های فتوولتائیک......................................................................15اهميت کاربردهای سیستم های فتوولتائیک ........................................................................16حفاظت کاتدیک.......................................................................................................17ارزيابي مشخصات فني و اقتصادي نيروگاههاي حرارتي خورشيدي............................................17بررسي فني نيروگاههاي حرارتي خورشيدي.......................................................................17بررسي اقتصادي نيروگاههاي حرارتي خورشيدي.................................................................18آمار جهانی انرژی خورشیدی.......................................................................................18سیستمهای فتوولتائیک...............................................................................................18سیستمهای CSP.....................................................................................................20نتيجه گيري............................................................................................................22نيروگاههاي بادي......................................................................................................24ارزيابي فني...........................................................................................................24مطالعات احداث.......................................................................................................24نحوه آرايش توربين هاي بادي.......................................................................................28تئوري و روش محاسبه..............................................................................................29قدرت باد...............................................................................................................30قدرت توربین بادی...................................................................................................31ارزيابي اقتصادي......................................................................................................31بررسی های اقتصادی................................................................................................31برآورد انرژی تولیدی سالیانه نیروگاه...............................................................................32هزينه هاي زيست محيطي............................................................................................32آينده انرژی باد در ايران.............................................................................................33صنعت انرژی بادی...................................................................................................39توسعه جهانی و بهره‌گیری از پتانسیل عظیم برق بادی............................................................40نيروگاه زمين گرمايي.................................................................................................41کاربردهای غیر نیروگاهی ..........................................................................................43کاربردهای صنعتی انرژی زمین گرمایی مانند....................................................................43قیمت جهانی برق تولیدی از زمین گرمایی.........................................................................44سیستم های مدرن زمین گرمایی....................................................................................46دیدگاههای اقتصادی در ارزیابی پروژههای زمین گرمایی.......................................................47ملاحظات اقتصادی برای بهره برداری مناسب....................................................................49عوامل باز دارنده ساخت نیروگاه های زمین گرمایی..............................................................50بررسی و ضعیت صنعت و بازار زمین گرمایی در جهان........................................................50بازار انرژی زمین گرمایی...........................................................................................53نيروگاه زيست توده...................................................................................................55زیست توده چیست....................................................................................................55چرخه زیست توده در طبیعت........................................................................................55کاربردهای انرژی زیست توده.......................................................................................56مصارف غیر نیروگاهی زیست توده................................................................................57فناوری ها و سیستمهای استحصال انرژی از زیست توده........................................................ 57فن آوری های گرما شیمیایی........................................................................................58احتراق مستقیم.........................................................................................................58کاربری خانگی........................................................................................................59کاربری صنعتی.......................................................................................................59زباله سوزها...........................................................................................................60زبالهسوز با سوخت RDF...........................................................................................62انواع تکنولوژی های زباله سوزی که در تولید انرژی استفاده می شوند..............................................63کربنیزه کردن.....................................................................................................................63فن‌آوری آتشکافت (پیرولیز)..........................................................................................63انواع تکنولوژی آتشکافت..........................................................................................64آتشکافت با بخار.......................................................................................................65گازی کردن (Gasification)....................................................................................66 تکنولوژی های گازی سازیم........................................................................................66فن آوریهای بیو شیمیایی............................................................................................69 هضم بی هوازی.......................................................................................................69بیوگاز چیست..........................................................................................................70منابع اولیه برای تولید بیوگاز بدین شرح هستند....................................................................70مکانیسم تولید بیوگاز..................................................................................................70اجزای تشکیل دهنده محل دفن زباله برای مهار شیرابه و گاز.................................................71قیمت جهانی برق تولیدی از منابع زیست توده....................................................................72 تنوع مواد اولیه........................................................................................................72فرایند تبدیل انرژی....................................................................................................73فناوری های تولید برق یا انرژی....................................................................................73آمار و وضعیت آخرین ظرفیت های نصب شده.............................................................................74بازار جهانی بایومس .................................................................................................75بازار کاربردهای حرارتی و مستقیم زیست توده در سال 2011................................................76بازار کاربردهای نیروگاهی زیست توده در سال 2011.................................................................77پيش بيني جامعه اروپا................................................................................................80پيش بيني DLR براي ايران........................................................................................82نيروگاه هسته اي.....................................................................................................83فناوری رآکتور هسته‌ای..............................................................................................83چرخه سوخت هسته‌ای................................................................................................85جوانب اقتصادی.......................................................................................................87ديدگاه زيست محيطي استفاده از برق هسته اي.....................................................................88هزينه هاي خارجي....................................................................................................89مقايسههزينةتقريبيبهدستآوردنيككيلوگرماورانيوم......................................................90تعداد راکتورهای هسته‌ای در جهان در سال ۲۰۱۵ میلادی......................................................91نتيجه گيري............................................................................................................91 مقايسه وپيش بيني هاي نيروگاه هاي تجديد پذير...................................................................92ظرفيت توليد انرژي هاي تجديد پذير تا سال 2040...............................................................92منابع وماخذها........................................................................................................ 96
ﭼﻜﻴﺪهانرژی خورشیدی جزو عظیم ترین منابع انرژی در جهان به شمار می آید که مزایای چون انرژی پاک،ارزان و بی پایان بودن را دارا باشد.با به کارگیری نیروی خورشید برای تولید برق مور نیاز کشور،بایستی به بررسی سیستم های نیروگاهی خورشیدی از نظر فنی و اقتصادی با در نظر گرفتن مسائل زیست محیطی،هزینه های سرمایه گذاری و هزینه های تعمییرات ونگهداری را مد نظر گرفت.باپیشرفت روز افزون این ﻋﻠﻢ روشﻫﺎي ﻣﺘﻌﺪدي ﺑﺮاي اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﻮر ﺧﻮرﺷﻴﺪدر ﺟﻬﺖ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﺑﺮق و ﮔﺮﻣﺎﻳﺶ ﻣﺪ ﻧﻈﺮ اﻧﺠﺎم ﻣﻲﭘﺬﻳﺮد. روشﻫﺎي راﻳﺠﻲ ﻛﻪ ﻫﻢ اﻛﻨﻮن ﺑﺮاي ﺗﻮﻟﻴﺪ ﺑﺮق در ﻧﻴﺮوﮔﺎهﻫﺎﺣﺮارﺗﻲ ﺧﻮرﺷﻴﺪي اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲﺷودعبارتند از نیروگاه سهموی خطی(Parabolic trough) ، ﻧﻴﺮوﮔﺎه درﻳﺎﻓﺖ ﻛﻨﻨﺪه ﻣﺮﻛﺰي (Centeral riciver system) ونیروگاه دیش استرلینگ (Dish Starling) ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ، ﻛﻪ راﻳﺞﺗﺮﻳﻦ ﻧﻮعﻫﺎي ﺗﻮﻟﻴﺪي ﻣﻲﺑﺎﺷﻨﺪ.در اﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ ﺑﻪ ارزﻳﺎﺑﻲ اﻳﻦ ﺳﻪ روش ﺗﻮﻟﻴﺪي ﭘﺮداﺧﺘﻪ ﺧﻮاهد شد.سیستم های خورشیدی فناوری جدیدی هستند که ازآن به دو روش نیروگاهی و غیر نیروگاهی استفاده میگردد.میتوان از آن برای تامین گرمایشی وسرمایشی،تولید الکتریسیته و...استفاده نمود.در نیروگاه های حرارتی خورشیدی،ازتابش مستقیم خورشید استفاده می کنند این بخش از تشعشعات خورشیدی توسط ابرها،دود یا گرد غبار منحرف نمی شوند،بنابراین به دلیل بازده خوب در شرایط جوی نا مساعد جوی مورد توجه قرار گرفته اند البته مناطق مناسب برای احداث این نیروگاه ها از تابشی بیش از2800 کیلووات ساعت بر هرمتر مربع در سال می باشدبه طور معمول صحراهای نیمه خشک و صحراهای که به در عرض جغرافیایی شمال یا جنوب کمتر از 40 درجه قرار دارند مناسب ترند.در بسیاری از مناطق جهان با استفاده از تکنولوژی در مساحت یک کیلومتر مربع از زمین 100الی300 گیگاوات ساعت الکتریسیته خورشیدی تولید می کنند که این مقدار معادل تولید سالانه نیروگاه های متداول فسیلی، زغال سنگ یا گازی با ظریفیت 50 مگاوات دربارمتوسط میباشد.نیروگاه خورشیدی شامل تاسیساتی است که انرژی تابشی خورشید را جمع کرده و با متمرکز نمودن آنباعث ایجاد درجه حرارت های بالا میشو،که این حرارت از طریق مبدل های حرارتی،توربین ژنراتورها ویا موتورهای بخار به انرژی الکتریکی تبدیل میشود.نیروگاه های الکتریکی بر اساس نوع متمرکز به سه دسته کلی تقسیم میگردد که شامل نیروگاه های با تکنولوژی سهموی خطی،دریافت کننده مرکزی ودیش استرلینگ میباشد.فهرست مطالبنيروگاه حرارتي خورشيدي............................................................................................7نیروگاه های بشقابی (Dish Stirling)................................................................................8نیروگاه سهموی خطی ((Parabolic trough.......................................................................8نيروگاههاي دريافت كننده مركزي (Centeral riciver system) .........................................11اطلاعات پتانسیل انرژی خورشیدی در ایران.......................................................................13کاربردها و چگونگی بکارگیری سیستم های فتوولتاییک........................................................14روش های بکارگیری سیستم های فتوولتائیک......................................................................15اهميت کاربردهای سیستم های فتوولتائیک ........................................................................16حفاظت کاتدیک.......................................................................................................17ارزيابي مشخصات فني و اقتصادي نيروگاههاي حرارتي خورشيدي............................................17بررسي فني نيروگاههاي حرارتي خورشيدي.......................................................................17بررسي اقتصادي نيروگاههاي حرارتي خورشيدي.................................................................18آمار جهانی انرژی خورشیدی.......................................................................................18سیستمهای فتوولتائیک...............................................................................................18سیستمهای CSP.....................................................................................................20نتيجه گيري............................................................................................................22نيروگاههاي بادي......................................................................................................24ارزيابي فني...........................................................................................................24مطالعات احداث.......................................................................................................24نحوه آرايش توربين هاي بادي.......................................................................................28تئوري و روش محاسبه..............................................................................................29قدرت باد...............................................................................................................30قدرت توربین بادی...................................................................................................31ارزيابي اقتصادي......................................................................................................31بررسی های اقتصادی................................................................................................31برآورد انرژی تولیدی سالیانه نیروگاه...............................................................................32هزينه هاي زيست محيطي............................................................................................32آينده انرژی باد در ايران.............................................................................................33صنعت انرژی بادی...................................................................................................39توسعه جهانی و بهره‌گیری از پتانسیل عظیم برق بادی............................................................40نيروگاه زمين گرمايي.................................................................................................41کاربردهای غیر نیروگاهی ..........................................................................................43کاربردهای صنعتی انرژی زمین گرمایی مانند....................................................................43قیمت جهانی برق تولیدی از زمین گرمایی.........................................................................44سیستم های مدرن زمین گرمایی....................................................................................46دیدگاههای اقتصادی در ارزیابی پروژههای زمین گرمایی.......................................................47ملاحظات اقتصادی برای بهره برداری مناسب....................................................................49عوامل باز دارنده ساخت نیروگاه های زمین گرمایی..............................................................50بررسی و ضعیت صنعت و بازار زمین گرمایی در جهان........................................................50بازار انرژی زمین گرمایی...........................................................................................53نيروگاه زيست توده...................................................................................................55زیست توده چیست....................................................................................................55چرخه زیست توده در طبیعت........................................................................................55کاربردهای انرژی زیست توده.......................................................................................56مصارف غیر نیروگاهی زیست توده................................................................................57فناوری ها و سیستمهای استحصال انرژی از زیست توده........................................................ 57فن آوری های گرما شیمیایی........................................................................................58احتراق مستقیم.........................................................................................................58کاربری خانگی........................................................................................................59کاربری صنعتی.......................................................................................................59زباله سوزها...........................................................................................................60زبالهسوز با سوخت RDF...........................................................................................62انواع تکنولوژی های زباله سوزی که در تولید انرژی استفاده می شوند..............................................63کربنیزه کردن.....................................................................................................................63فن‌آوری آتشکافت (پیرولیز)..........................................................................................63انواع تکنولوژی آتشکافت..........................................................................................64آتشکافت با بخار.......................................................................................................65گازی کردن (Gasification)....................................................................................66 تکنولوژی های گازی سازیم........................................................................................66فن آوریهای بیو شیمیایی............................................................................................69 هضم بی هوازی.......................................................................................................69بیوگاز چیست..........................................................................................................70منابع اولیه برای تولید بیوگاز بدین شرح هستند....................................................................70مکانیسم تولید بیوگاز..................................................................................................70اجزای تشکیل دهنده محل دفن زباله برای مهار شیرابه و گاز.................................................71قیمت جهانی برق تولیدی از منابع زیست توده....................................................................72 تنوع مواد اولیه........................................................................................................72فرایند تبدیل انرژی....................................................................................................73فناوری های تولید برق یا انرژی....................................................................................73آمار و وضعیت آخرین ظرفیت های نصب شده.............................................................................74بازار جهانی بایومس .................................................................................................75بازار کاربردهای حرارتی و مستقیم زیست توده در سال 2011................................................76بازار کاربردهای نیروگاهی زیست توده در سال 2011.................................................................77پيش بيني جامعه اروپا................................................................................................80پيش بيني DLR براي ايران........................................................................................82نيروگاه هسته اي.....................................................................................................83فناوری رآکتور هسته‌ای..............................................................................................83چرخه سوخت هسته‌ای................................................................................................85جوانب اقتصادی.......................................................................................................87ديدگاه زيست محيطي استفاده از برق هسته اي.....................................................................88هزينه هاي خارجي....................................................................................................89مقايسههزينةتقريبيبهدستآوردنيككيلوگرماورانيوم......................................................90تعداد راکتورهای هسته‌ای در جهان در سال ۲۰۱۵ میلادی......................................................91نتيجه گيري............................................................................................................91 مقايسه وپيش بيني هاي نيروگاه هاي تجديد پذير...................................................................92ظرفيت توليد انرژي هاي تجديد پذير تا سال 2040...............................................................92منابع وماخذها........................................................................................................ 96